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“观察者”子系统的总体架构主要包括飞行的技术选型、摄像机的技术选型，以及悬挂缆绳、机器折叠、无线通信和系统续航的技术选型。
当前，装有传感器和摄像头的自动消费级机器人已经可以实现无人操纵飞行。要实现这点，对数据接收、芯片处理的速度和精度要求极高，处理器必须有非常高的效能才能完成密集的计算。这就吸引了如高通、英伟达这样的芯片制造商使出浑身解数，开发高效能芯片。
近期，高通推出了骁龙690芯片。在性能方面，该芯片基于8 nm工艺及ARM A77和A55架构打造，采用了两个大核加6个小核的架构设计。大核主频2.0 GHz，小核主频1.7 GHz。在GPU方面，采用高通Kryo 560自研CPU，Adreno 619L，相比骁龙675使用的Adreno 612 GPU，提升了60%的图像渲染能力。在配置方面，骁龙690芯片支持骁龙X51 5G调制解调器及射频系统，该解决方案让它可以支持全球不同5G频段。骁龙690芯片还支持SA和NSA组网模式、TDD和FDD以及动态频谱共享（DSS），最大下行速率达到2.5 Gbps。在像素方面，该芯片拥有支持每秒10亿像素级处理速度的ISP，最高可支持1.92亿像素拍摄。在AI方面，骁龙690芯片支持第五代Qualcomm AI Engine，集成Hexagon张量加速器。与此同时，它还拥有每秒15万亿次算力，强大的运算能力让手机拍照时切换不同焦段变得更加顺畅。另外，它还是6系列首款支持4K HDR拍摄的平台以及首款可以支持120 Hz显示的骁龙6系移动平台。
英伟达的Jetson TX1主板则有256个核心的GPU以及4 GB LPDDR4的内存，使芯片运算速度高达1 TFLOP（每秒1万亿次浮点运算），CPU采用嵌入Tegra K1的ARM-A57处理器，频率可达2 GHz。TX1主板耗电少于10 W，这就意味着使用它的无人机在空中可停留更长时间。
这里，我们参考高通、英伟达的芯片规格定义我们的芯片规格。
旋翼型无人机通过调节电机转速实现对无人机姿态的控制，而速度控制、位置控制均通过核心姿态控制来实现。因此，电机的特性对于无人机控制系统的性能起着至关重要的作用。电机与旋翼的选择不仅影响六旋翼无人机的控制性能，也与续航时间息息相关。
内转子无刷直流电机的转速一般比较高，需要配合减速器使用，这样就使得机体的机械结构更加复杂，也增加了机体的成本。而外转子无刷直流电机具有相对较低的转速，可以直接配合旋翼而无须经过减速器，不仅降低了机械复杂度，也使得成本得到了降低。
考虑到整机的设计质量在2 kg左右，而无人机必须具有一定的推重比才能保证在大角度机动与高速运动时的性能控制。综合电机的负载能力、重量和效率等多方面因素，最终选用恒力W42-20 KV880外转子无刷直流电机。
根据该电机的电流-拉力曲线，如图3-2所示，可以看出在配合桨时，最大可以提供1 kg左右的拉力。因此，6个电机可以提供约6 kg左右的总拉力，远大于机体的自身重量。而每个电机负载约为400 g，从图3-2（b）中得出工作电流约为5 A，那么可以得到总的工作电流约为30 A。这样为了达到15分钟的续航时间，就需要配备11.1 V/7500 mAh容量的锂电池。
图3-2 恒力W42-20电机及拉力电流曲线
对于悬挂缆绳，我们需要通过电机来进行收放“摧毁者”的动作。对于电机的选型，我们决定选用无刷电机。
无刷电机依靠改变输入到无刷电机定子线圈上的电流波交变频率和波形，在绕组线圈周围形成一个绕电机几何轴心旋转的磁场，这个磁场驱动转子上的永磁磁钢转动，电机就转起来了。电机的性能不但和磁钢数量、磁钢磁通强度、电机输入电压大小等因素有关，更与无刷电机的控制性能有很大关系。因为输入的是直流电，电流需要电子调速器将其变成三相交流电，还需要从遥控器接收机那里接收控制信号，控制电机的转速，以满足模型使用需要。总的来说，无刷电机的结构是比较简单的，真正决定其使用性能的还是无刷电子调速器，好的电子调速器需要有单片机控制程序设计、电路设计、复杂加工工艺等过程的总体控制，所以价格要比有刷电机高出很多。
无刷电机优点如下。
□ 无电刷、低干扰。无刷电机去除了电刷，最直接的变化就是没有了有刷电机运转时产生的电火花，这样就极大减少了电火花对遥控无线电设备的干扰。
□ 噪声低，运转顺畅。无刷电机没有了电刷，运转时摩擦力大大减小，运行顺畅，噪声会低许多，这个优点对于模型运行稳定性是一个巨大的支持。
□ 寿命长，低维护成本。少了电刷，无刷电机的磨损主要是在轴承上了，从机械角度看，无刷电机几乎是一种免维护的电动机，必要时，只需做一些除尘维护即可。
刚开始的时候，警用机器人是以折叠状态收纳在盒子里的。因此，警用机器人须具有折叠功能。
一般来说，智能机器人包括机构、结构本体、驱动传动、能源动力、感知等系统。机器人核心部件包括伺服电机、减速器及控制器、驱动器及传感器。谐波减速器一般用于轻型机器人或机器人腕部关节，由波发生器、柔轮和钢轮组成，具有减速比大、齿隙小、精度高，零部件少、安装方便及体积小、重量轻等优点。目前，国际上谐波减速器市场几乎被日本哈默纳科（Harmonic Drive，HD）公司垄断。国内谐波减速器研究起步较早，如北京谐波传动技术研究所早在20世纪六七十年代便开始了谐波减速器的研究。近年来，国产谐波减速器开始迅速发展，在国产机器人产品上得到越来越多的应用。
RV减速器一般用于机器人的肩关节，用于传递较大的扭矩。目前，该领域的国际市场也被日本的纳博特斯克（Nabtesco）公司所垄断。国内在RV减速器制造的一些关键技术上还有待提高，比如，针孔壳要求确保数十个半圆孔的圆度及同心度。工业机器人的控制系统一般包括伺服层、主控层及操作层。其中，伺服层包括伺服电机、驱动器等，主控层包括控制器、编码器、力传感器等。目前，国内机器人在伺服层和主控层的核心技术上均存在一定程度的制约。
控制系统方面，欧系机器人一般采用伦茨、博世力士乐等控制系统，其具有过载能力强、动态响应好、驱动器开放性强等优点；但价格昂贵，日系机器人一般采用安川、松下、三菱等品牌的控制系统，相对欧系控制系统来说动态性能偏弱，但具有价格优势。近年，一些国产控制系统也逐渐开始在工业机器人产品上得到应用。
在我们这个场景下，“摧毁者”的行为要受到“观察者”控制。因此，“摧毁者”和“观察者”之间是近距离通信，采用近距离通信方式即可，如百米传输距离的Wi-Fi技术。“观察者”和警察之间有可能是远距离操作，因此合适的通信方式是远距离通信方式，如3G、4G、5G。
在此方案中，我们选择的技术方案如表3-2所示。
表3-2 技术方案
为了解决无线通信的盲区和不稳定性问题，通信模块采用外置方案，即采用USB外置方式解决。未来我们可以依据相应的场景，选择更加合理的无线通信解决方案。
考虑到警用机器人需要灵活行动，不可能使用电源供电，因此必须是自带电源进行供电，如图3-3所示。
图3-3 警用机器人
目前，电池续航能力差、系统编程较为复杂、生产成本高、应用领域较为狭窄、维护费用高、普及程度不大、民众认同感不深等，依旧是世界范围内民用机器人面临的主要问题。
生产成本和维护费用问题过高，是任何一个新兴制造行业都会面临的问题，随着技术的日益成熟，生产成本和维护费用自然会降低；系统编程复杂与应用领域狭窄，同样需要依靠机器人行业长久的发展才能解决问题。我们要认清当下机器人发展瓶颈问题的关键——电池能源问题，无法找到续航能力强的电池，机器人就不能持续地为人类提供服务，而这恰恰又是机器人被设计出来的原因——稳定持续地协助或取代人类工作。
现在市场上的机器人大多使用锂电池组作为主要能源供应。锂电池组是由多个电芯串并联而成的，虽然这样可以明显提高电池组输出的电压以及增加电池组的总电量，但是由于个体差异，这些电芯无法做到100%均衡地充放电，况且大功率电池充电时间也比较长。典型的难题就是“无人机17分钟续航问题”，因为300 g的锂电池组只够500 g的无人机飞行17分钟，一方面无法增加锂电池的重量，因为那样会损失更多的能源，导致飞行时间减少；另一方面锂电池充电时间较长，300 g的锂电池往往需要两个小时才能达到满电状态。这样的问题同样也存在于其他类型的机器人身上，如吸尘机器人的续航时间同样较短，这也是为什么机器人现在只能在特定领域使用的主要原因。
未来有什么替代能源可供选择吗？较为理想的能源有汽油、太阳能、氢燃料电池等。汽油具有动力强、热值高等优点，但是污染较大，不适合家庭和医疗使用；太阳能虽然清洁，但是动力较小，且严重受限于天气情况，机器人无法在阴天和雨天进行工作；氢燃料电池拥有前两者共同的优点，虽然受限于技术，但所幸的是已经解决了爆炸外溢的风险，所以开发机器人使用的氢燃料电池是未来锂电池组替代能源的理想选择。
经过综合评估，我们决定使用“汽油”作为动力和发电的来源，具体理由如下。
□ 汽油足够轻，同时动力也足够强劲。
□ 通过发电机，汽油可以随时转换成电能。